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用于旋轉閥的密封環(huán)組件的制造方法與工藝

文檔序號:11622952閱讀:300來源:國知局
用于旋轉閥的密封環(huán)組件的制造方法與工藝
本專利大體上涉及密封組件,特別是用于旋轉閥的密封環(huán)組件。

背景技術:
過程控制設備或系統(tǒng)通常使用例如球閥、蝶形閥、偏心盤閥、偏心旋塞閥等旋轉閥來控制過程流體的流動。旋轉閥典型地包括流體流動控制部件(例如,閥盤、閥球等),該流體流動控制部件位于閥的流動控制孔中并通過閥軸可旋轉地耦接到閥體。為了控制流體通過一些旋轉閥的流動,流體流動控制部件的位置可從流體流動控制部件密封接合環(huán)繞流動控制孔的密封件的閉合位置變化到流體流動控制部件與密封件分開的完全打開位置或最大流速位置。閥的結構可以變化來適合特定過程控制環(huán)境的需求。例如,蝶形閥可以是雙偏移閥(也稱作高性能蝶形閥)或三偏移閥。三偏移閥在設計上與雙偏移閥相似,除了控制部件具有用來密封接合閥密封件的偏心成形的圓周表面。三偏移閥的控制部件的有角度的幾何形狀減小了控制部件和密封件在閉合期間的接觸區(qū)域,因此減小了在任何應用(例如,節(jié)流或開關)中的磨損。但是,三偏移閥比較貴,并且由于接合控制部件和密封件以獲得緊密閉合所需的高扭矩,三偏移閥是不利的。選用于密封件的材料可根據(jù)使用密封件的過程控制環(huán)境的需求而改變。例如,密封件可由金屬、聚四氟乙烯(PTFE)或層疊狀石墨制成。金屬密封件很好地適用于高溫高壓過程應用,但是通常更容易磨損。與金屬密封件相比,PTFE密封件提供良好的密封性能且需要較小的扭矩來將閥盤從密封件上取下。PTFE密封件還提供相對長的密封壽命,但是受限于將溫度維持在450華氏度以下的過程應用中。石墨層疊密封件能夠承受比PTFE密封件更高的溫度,并提供良好的閉合和在很多周期后維持緊密閉合的能力。

技術實現(xiàn)要素:
公開了用于旋轉閥的密封環(huán)組件和用于制造該組件的方法。在一個示例中,密封環(huán)組件包括固定于旋轉閥內(nèi)的環(huán)狀密封件,其中所述密封件允許控制部件與流動控制孔的密封接合。所述密封件通過壓縮力被壓緊在第一密封件夾緊件和第二密封件夾緊件之間,所述壓縮力由延伸穿過密封件并固定到第一密封件夾緊件和第二密封件夾緊件的多個緊固件來保持。在另一個示例中,密封環(huán)組件包括被設置成固定在旋轉閥內(nèi)的環(huán)狀密封件,其中所述密封件允許控制部件與流動控制孔的密封接合。所述密封環(huán)組件還包括密封件安裝件、環(huán)形夾緊件和多個緊固件,所述密封件安裝件鄰近所述密封件的第一側,用來將所述密封件固定到所述旋轉閥內(nèi),所述環(huán)形夾緊件鄰近與所述第一側相對的所述密封件的第二側,所述多個緊固件延伸穿過所述密封件并固定到所述夾緊件和所述密封件安裝件,以保持在所述夾緊件和所述密封件安裝件之間的密封件上的壓縮力。附圖說明圖1是示例性的密封環(huán)組件的橫截面視圖;圖2是圖1的示例性的密封環(huán)組件的部分剖視圖;圖3是可替換的示例性的密封環(huán)組件的橫截面視圖;圖4A是另一示例性的密封環(huán)組件的橫截面視圖;圖4B是圖4A中的閥內(nèi)的另一示例性的密封環(huán)組件的橫截面視圖;圖5是另一示例性的密封環(huán)組件的橫截面視圖;圖6是另一示例性的密封環(huán)組件的橫截面視圖;圖7是可替換的密封環(huán)組件的橫截面視圖,該密封環(huán)組件可用來實現(xiàn)圖6的示例性的密封環(huán)組件;圖8是另一示例性的密封環(huán)組件的橫截面視圖;圖9A是用于圖3的示例性密封環(huán)組件的示例性密封環(huán)組件毛坯件在加工成最后形狀之前的橫截面視圖;圖9B是用于圖1和圖2的示例性密封環(huán)組件的示例性密封環(huán)組件毛坯件在加工成最后形狀之前的橫截面視圖;圖10是可用來制造這里描述的示例性密封環(huán)組件的示例性方法的流程圖表。具體實施方式通過壓緊兩個表面之間的密封件所產(chǎn)生的摩擦粘合力能夠將石墨層疊密封件固定到閥內(nèi)。例如,該密封件可被壓緊在通過保持環(huán)固定到閥體的密封件支架內(nèi)??商鎿Q地,該密封件可通過保持環(huán)直接壓靠閥體的表面。其它的結構包括將密封件固定到閥盤,而不是固定到閥體。不論密封件固定裝置的結構,當閥在高壓高流動條件下打開時,存在流體力克服保持密封件的摩擦粘合力而松開或脫落密封件的風險。這種噴出問題會導致喪失閉合能力。因此,這里描述的示例提供具有環(huán)狀密封件的密封環(huán)組件,該密封件由壓緊在第一密封件夾緊件和第二密封件夾緊件之間的膨脹石墨制成。多個緊固件可延伸穿過密封件并可固定到第一和第二密封件夾緊件來維持密封件上的壓縮力。在一些示例中,該緊固件可以是金屬銷,其焊接到第一和第二密封件夾緊件,或者可替換地,該緊固件是螺紋緊固件。另外,這里描述的示例性密封環(huán)組件的橫截面輪廓可具有適于安裝在閥內(nèi)的凹槽中的不同形狀或幾何尺寸。例如,在一個示例中,該密封環(huán)組件可具有基本T形的橫截面,以安裝在閥的T形槽中。這種T形槽可用于某些高性能的蝶形閥中。另一示例性的密封環(huán)組件具有矩形的橫截面,以安裝在閥的矩形槽中。這種矩形槽可用于某些高性能的蝶形閥中。這里描述的另一示例性的密封環(huán)組件具有被壓緊在密封件夾緊件和閥體的表面之間的環(huán)形密封件,其中壓縮力通過穿過密封件延伸到閥體中的螺紋緊固件來維持。這里描述的另一示例性的密封環(huán)組件被固定到密封件支架,該密封件支架被固定到連接于閥體的錨定環(huán)。該示例可用作球閥或分段球閥中的閥座。在該示例中,可使用固定閥座設計,或者可替換地,可使用在密封件支架上具有柔性彎曲臂的柔性閥座設計。圖1是蝶形閥100中的示例性的密封環(huán)組件108的橫截面視圖。例如,圖1中所示的蝶形閥100可用來在大溫度范圍上控制諸如天然氣、石油、水等過程流體。如圖1中所示,蝶形閥100包括閥盤102(例如,可移動的流動控制部件),閥盤102上存在較高壓強的流體。蝶形閥100還包括閥體104和耦接到閥體104的保持環(huán)106。保持環(huán)106保持密封環(huán)組件108。閥盤102通過閥軸(未示出,但是位于閥盤102的右側)安裝到閥100中。為了控制過程流體穿過閥100的流動,控制閥儀表(未示出)可操作地耦接到閥100并響應于來自過程控制器的控制信號向閥致動器(未示出)提供氣動信號,過程控制器可以是分布式控制系統(tǒng)(也未示出)的一部分。閥致動器被耦接到閥軸,當氣動信號啟動閥致動器時,閥軸和與其連接的閥盤102旋轉,使得閥盤102的輪廓邊緣110相對于密封環(huán)組件108的密封環(huán)112布置,以在處于閉合位置時密封接合密封件112,或者在處于與控制信號成比例的角度的打開位置時允許流體流動。密封件112被壓緊在第一密封件夾緊件114和第二密封件夾緊件116之間。第一密封件夾緊件114和第二密封件夾緊件116由金屬制成,密封件112至少部分由層疊石墨組成。更具體地,密封件112由膨脹石墨(例如,等)制成,其在被重復壓縮到其最初厚度的大約40~45%之后恢復大約12%。依賴于過程控制系統(tǒng)應用,多種較薄的材料可以層壓在石墨材料層之間。例如,密封件112還可包括從金屬到聚四氟乙烯(PTFE)的材料范圍和/或多種聚烯烴材料。在阻燃材料中使用的聚苯并咪唑(PBI)纖維織物也可以與石墨層壓。由第一密封件夾緊件114和第二密封件夾緊件116所提供的密封件112上的壓縮力通過緊固件118來維持,該緊固件118延伸穿過密封件112并牢固地固定到第一密封件夾緊件114和第二密封件夾緊件116。緊固件118可以是通過焊接(例如,角焊、激光焊、摩擦攪拌點焊等)固定到密封件夾緊件114、116的金屬銷。該焊接可完全穿透第一密封件夾緊件114和第二密封件夾緊件116,以確保緊固件118和第一密封件夾緊件114以及第二密封件夾緊件116之間的牢固連接??商鎿Q地,緊固件118可以是固定到密封件緊固件114、116的螺紋緊固件(例如,凹頭螺釘、平頭螺釘?shù)?。如圖1所示,第一密封件夾緊件114和第二密封件夾緊件116這樣形成,使得密封環(huán)組件108的橫截面的輪廓為大致T形。該T形橫截面允許密封環(huán)組件108牢固地保持在形成于保持環(huán)106和閥體104之間的蝶形閥100的T形槽120中。釋放或傾斜表面122沿著第二密封件夾緊件116的邊緣124形成,以提供空間或額外間隙來幫助T形密封環(huán)組件108插入閥體104和保持環(huán)106的T形槽120中。盡管密封環(huán)組件108的橫截面是大致T形的,但是圖1示出了密封件112在密封件夾緊件114和116的上方或下方突出。在密封環(huán)組件108的內(nèi)部直徑128上的密封件112的突出部126允許閥盤102接合密封件112來形成沿閥盤-密封件界面的流體密封。另外,密封件夾緊件114、116被形成為支撐密封件112,使得密封件112的層疊層130垂直于T形槽120的后側132和閥盤102的輪廓邊緣110的接觸點134。如本領域通常已知的,層疊密封件,例如密封件112,使用在相互平行的多個平坦表面內(nèi)的多個層疊層來制造。然而,如圖1所示,密封件112的層疊層130并沒有位于平坦的平行表面內(nèi),而是限定了圓錐部分的表面,在那里內(nèi)部直徑128向一側偏斜。應該理解的是,由于由層疊石墨制成的密封件112的柔韌特性,使密封件112成如圖1所示的圓錐狀不會損壞密封件112。當密封件112首先被壓緊在密封件夾緊件114、116之間時,密封件112的傾斜定向由于密封環(huán)組件108的密封件夾緊件114、116的形狀而實現(xiàn)。下面將結合圖9A、9B更詳細地描述獲得密封件112的理想定向。密封件112相對于T形槽120和閥盤102的定向影響獲得緊密密封所需的力。通過在閉合位置上接合閥盤102而產(chǎn)生的作用在密封件112的內(nèi)部直徑128上的部分126上的力推進密封環(huán)組件108,使得密封件112在密封環(huán)組件108的外部直徑138上的部分136壓靠T形槽120的后側132,由此基本上阻止了過程流體在密封環(huán)組件108周圍的流動(例如,通過閥盤102的泄露)。然而,獲得緊密密封需要密封環(huán)112沿著蝶形閥100的整個圓周接合T形槽120的后側132。因此,需要閥盤102施加足夠的力到密封環(huán)組件108的內(nèi)部直徑128來在徑向方向上膨脹密封環(huán)組件108。由于第一密封件夾緊件114和第二密封件夾緊件116的剛性,這可能需要相當大的扭矩輸入到旋轉閥盤102的閥軸(未示出)。為了減小膨脹密封環(huán)組件108所需的扭矩,第一密封件夾緊件114和第二密封件夾緊件116可以被分段。該分段使得密封件112更容易膨脹,由此減小了獲得示例性蝶形閥100的緊密閉合所需的扭矩。然而,將密封件夾緊件114和116完全分段可能導致密封件112內(nèi)張力不足,當不再需要閥100內(nèi)的密封接合時,該張力能使密封件112彈回或縮回。因此,可在密封件夾緊件114和/或116周圍延伸一個或多個彈簧絲(其中一個用標記140顯示),用來提供需要的彈簧張力。下面將結合圖2來更詳細地討論將密封件夾緊件114、116分段和在密封環(huán)組件108內(nèi)提供附加的彈簧負載。圖2是圖1的示例性密封環(huán)組件108的部分剖視圖。如上面結合圖1的示例性蝶形閥100所描述的,為了獲得緊密閉合,從閥盤102施加到密封環(huán)組件108的力在閥盤102和密封件112之間以及在密封件112和T形槽120的后側132之間形成密封接觸。為了在T形槽120的后側132上形成緊密密封,密封環(huán)組件108徑向地膨脹。在一些實施例中,為了幫助獲得足夠的密封力,密封件夾緊件114、116可具有多個分段202,分段202由在從相應的密封件夾緊件114和116的外表面206和208朝向密封件112穿過的緊固件118之間的釋放凹口(reliefnotch)204隔開。如圖2中所示,示例性的釋放凹口204從外表面206和208穿過密封件夾緊件114和116到達密封件112,以完全隔離分段202。這樣,能夠使用比常規(guī)的高性能蝶形閥和/或三偏移閥中所需的扭矩更小的扭矩來保持緊密閉合。如圖2中所示,在第一密封件夾緊件114上的凹口204在周向上并沒有對準第二密封件夾緊件116上的凹口204。通過確保密封件112在沿密封環(huán)組件108的圓周上的每一處由密封件夾緊件114或116中的至少一個來支撐,錯開或偏置凹口204有助于避免在密封環(huán)組件108上形成破壞點。另外,理想的是,在密封環(huán)組件108內(nèi)提供附加的彈簧力作用于密封件112,以使其如上所述徑向地彈回或收縮。因此,在一些實施例中,釋放凹口204可僅穿過密封件夾緊件114、116大部分距離,使得分段202通過密封件夾緊件114、116鄰近密封件112的較薄部分連接,以允許密封環(huán)組件108內(nèi)的理想柔性,同時仍施加彈簧負載到密封環(huán)組件108。在其他一些實施例中,薄金屬墊片可鄰近在密封件夾緊件之間的密封件112的每一側布置(在下面結合圖9A-圖10所述的組裝中),以在即使釋放凹口204完全穿過密封件夾緊件114、116時也提供理想的支撐和彈簧張力。在其它實施例中,除了石墨層以外,密封件112可包括金屬層疊層,來提供理想的支撐。附加地或可選地,作用于密封環(huán)組件108的彈簧力可由如圖1所示圍繞第一密封件夾緊件114的外部直徑延伸的彈簧絲140提供。彈簧絲140可通過圍繞其上設有彈簧絲140的密封件夾緊件114的外部直徑延伸的相應的凹槽來固定就位。圖3是蝶形閥300中的可替換的示例性密封環(huán)組件302的橫截面視圖。蝶形閥300具有與圖1的蝶形閥100相同的組件,包括閥體104和通過閥軸(未示出,但是位于閥盤102的右側)安裝在閥300中的閥盤102。此外,圖3的蝶形閥300包括保持環(huán)106,其如圖1所述耦接到閥體104來形成T形槽120。然而,圖3示出了保持在T形槽120中的可替換的密封環(huán)組件302,使得石墨層疊密封件306的層疊層304相對于T形槽120的后側132和閥盤102的輪廓邊緣110的接觸點308在傾斜的角度上定向。密封件306被壓緊在第一密封件夾緊件310和第二密封件夾緊件312之間。密封件306上的壓縮力由延伸穿過密封件306并(例如,通過焊接或螺接)固定到密封件夾緊件310、312的多個緊固件(其中一個用標記314顯示)來保持。如圖3中所示,密封環(huán)組件302這樣成形,使得當密封環(huán)組件302被壓緊在密封件夾緊件310和312之間時,密封件306的層疊層304沒有傾斜。換句話說,同上面結合圖1所述的密封件112不同,密封件306的層疊層304布置在相互平行并平行于由閥盤102限定的平面的多個平坦平面上,由此形成了相對于T形槽120的后側132和閥盤102的接觸點308的傾斜角度。盡管示例性的密封環(huán)組件108和302分別顯示了密封件112和306的兩個可替換的設計,但是密封件306可在適于特定用途的任何角度上定向,通過改變密封件夾緊件310和312的橫截面形狀來使用蝶形閥300,由此改變了密封件306傾斜的角度。密封件306在密封環(huán)組件302的內(nèi)部直徑316上突出,以密封接合示例性的蝶形閥300的閥盤102。同樣,密封件306在密封環(huán)組件302的外部直徑318上突出,以在閥盤102處于閉合位置并推壓密封件306時密封抵接T形槽120的后側132。如上面結合圖1和圖2所述的,為了減小獲得緊密閉合所需的扭矩,密封件夾緊件310和312可被分段,以允許密封件306徑向膨脹并接合T形槽120的后側132。圖4A、4B是蝶形閥400中的各個示例性的密封環(huán)組件412、428的橫截面視圖。在圖4A中,密封環(huán)組件412位于形成在密封件支架404和閥體406之間的矩形槽402中。密封件支架404通過剛性連接(例如,通過螺紋410)到閥體406的保持環(huán)408固定到閥體406中。盡管所示為分離的組件,但是在一些實施例中,密封件支架404和保持環(huán)408可以結合成單個組件或密封件安裝件來簡化閥400的組裝。在蝶形閥400中,密封環(huán)組件412包括壓緊在第一密封件夾緊件416和第二密封件夾緊件418之間的石墨層疊密封件414。密封件414上的壓縮力由延伸穿過密封件414并剛性固定到密封件夾緊件416和418的緊固件(其中一個用標記420顯示)來保持。密封環(huán)組件412的橫截面輪廓為大致矩形的,以裝配到在密封件支架404和閥體406之間的矩形槽402的內(nèi)側。然而,密封環(huán)組件412設計有在密封環(huán)組件412的外部直徑422和內(nèi)部直徑424上突出于密封件夾緊件416和418的密封件414。在內(nèi)部直徑424上的突出部分提供了與閥盤102的干涉配合,以在閥盤102閉合時獲得密封件414和閥盤102之間的流體密封。閥盤102通過閥軸來打開和閉合,閥軸未示出,但是位于閥盤102的右側。在密封環(huán)組件412的外部直徑422上的突出部分被壓入密封件支架404的矩形槽402中,以在密封件414和密封件支架404之間形成靜態(tài)密封。圖4A還示出了位于密封件支架404和閥體406之間的墊圈426,用來減小(例如,最小化)在示例性的蝶形閥400的結構組件周圍的泄露。取決于密封件如何結合到閥組件中,墊圈可以被包含或者不被包含在這里描述的任一示例性閥門中。圖4B示出了蝶形閥400中的可替換的示例性密封環(huán)組件428。在該實施例中,石墨層疊密封件430通過密封件夾緊件434直接壓靠密封件支架432。密封件430上的壓縮力通過延伸穿過密封件430并固定到密封件夾緊件434和密封件支架432的緊固件(其中之一用標記436表示)來保持。通過固定到密封件支架432的密封件430和密封件夾緊件434,密封環(huán)組件428可插入閥400的閥體406中并通過固定(例如,通過螺紋410)到閥體406的保持環(huán)408來保持就位。盡管所示為分離的組件,但是在一些實施例中,密封件支架432和保持環(huán)408可結合成單個組件或密封件安裝件來簡化閥400的組裝。由于這種設計,如上面關于密封件112和306所述的,靜態(tài)密封消除了密封件430膨脹并接合密封件支架428的需求,所以密封件夾緊件432和434可不被分段。由于密封件430和密封件支架432之間的表面接觸,密封件430的外部直徑可不突出于密封件夾緊件434來獲得流體緊密密封。然而,密封件430的內(nèi)部直徑的尺寸能夠允許密封件403和閥盤102之間的密封接合。圖5是蝶形閥500中的另一示例性的密封環(huán)組件502的橫截面視圖。密封環(huán)組件502包括被壓緊在第一密封件夾緊件506和第二密封件夾緊件508之間的石墨層疊密封件504。密封件504上的壓縮力通過延伸穿過密封件504并剛性固定到密封件夾緊件506和508的緊固件(其中之一用標記510表示)來保持。與上面所述的實施例不同,圖5的密封環(huán)組件502被連接到閥盤512的周圍,使得當閥盤512處于閉合位置時,密封件504的突出端514密封接合閥體518的壁516。盡管沒有示出,但是閥軸位于閥盤512的右側,用來打開和閉合閥盤512。密封環(huán)組件502通過保持環(huán)520固定到閥盤512,當擰緊螺釘522來將密封環(huán)組件502保持就位時,保持環(huán)520將密封環(huán)組件502壓靠閥盤512。在一些實施例中,第一密封件夾緊件506和保持環(huán)520可結合成單個組件或密封件安裝件。在這些實施例中,密封件504可通過另一側上的第二密封件夾緊件508直接壓靠密封件安裝件,并與圖4B的密封環(huán)組件428相似地通過延伸到密封件安裝件的緊固件510固定就位。圖5還示出了在密封環(huán)組件502和閥盤512之間的墊圈524,用于減小(例如阻止)示例性的密封環(huán)組件502的結構組件周圍的泄露。圖6是球閥或分段的球閥600中的另一密封環(huán)組件602的橫截面視圖。密封環(huán)組件602包括被壓緊在第一密封件夾緊件606和第二密封件夾緊件608之間的石墨層疊密封件604。壓縮力通過延伸穿過密封件604并固定到第一密封件夾緊件606和第二密封件夾緊件608的緊固件(其中之一用標記610表示)來保持。第一密封件夾緊件606的輪廓不但支撐密封件604,而且通過錨定系統(tǒng)614牢固地固定到閥體612。錨定系統(tǒng)614包括牢固地固定到閥體612的錨定環(huán)616,閥體612包括用來收容多個螺釘620的多個螺孔618,螺釘620延伸穿過第一密封件夾緊件606來將密封環(huán)組件602固定就位。另外,第一密封件夾緊件606被設計成裝配在錨定環(huán)上方,從而當密封件夾緊件606通過螺釘620固定就位時,第一密封件夾緊件606與布置在閥體612和第一密封件夾緊件606之間的墊圈622配合,由此阻止過程流體在密封環(huán)組件602周圍的流動(例如,通過閥球623的泄露)。由于墊圈622阻止流體穿過密封環(huán)組件602周圍,密封環(huán)組件608的密封件604僅在密封環(huán)組件602的內(nèi)部直徑624上突出,以在密封件604接觸閥球623的表面626時形成流體密封。盡管沒有示出,但是旋轉閥球623的閥軸的中心線水平地位于圖6上方。由于閥球623上密封件604與閥球623的表面626相接合的位置,以及如圖6中所示密封件604相對表面626的定向,在密封環(huán)組件602的內(nèi)部直徑624上的密封件604的末端可相對于層疊層628的方向傾斜,以更好地配合閥球623的表面626。為了獲得密封件604的末端的理想角度,在密封件604被壓緊到密封環(huán)組件602并且密封件夾緊件606和608已經(jīng)被加工到其最終形狀(下面將結合圖9A、9B和圖10更完整地描述這一步驟)以后,加工密封件604。圖7是球閥或分段的球閥700中的一個可替換的密封環(huán)組件702的橫截面視圖。在該實施例中,石墨層疊密封件704被壓緊在第一密封件夾緊件706和第二密封件夾緊件708之間,使得密封件704的層疊層709垂直于閥球623的表面626定向。盡管沒有示出,但是旋轉閥球623的閥軸的中心線水平地位于圖7上方。如上面結合圖1-3中所述的,閥700中的密封件704的可替換的定向通過對密封件夾緊件706和708成形來實現(xiàn),以在壓緊于密封件夾緊件706和708之間時將密封件704固定在理想的方向上。更具體地,密封件704的可替換的定向通過使用凸緣表面713在第一密封件夾緊件706上形成開口712來實現(xiàn)。密封件704可通過在密封件704的另一側上的第二密封件夾緊件708來直接壓靠表面713,以使密封件704成具有圓錐形截面的形狀。然后,壓縮力可通過延伸穿過密封件704并固定到第一密封件夾緊件706和第二密封件夾緊件708的緊固件(其中之一用標記714表示)來保持。除了密封件704的層疊層709相對于閥球623的表面626的垂直定向以外,還可通過改變第一密封件夾緊件706和第二密封件夾緊件708的橫截面輪廓來獲得多個不同角度。如上面結合圖6所述的,密封件夾緊件704也被設計成通過錨定系統(tǒng)614固定到閥體612。另外,密封件支架將墊圈622抵靠接合閥體612,以阻止流體通過密封環(huán)組件702周圍。圖8示出了球閥或分段的球閥800中的另一示例性的密封環(huán)組件802。密封環(huán)組件802包括壓緊在第一密封件夾緊件806和第二密封件夾緊件808之間的石墨層疊密封件804。壓縮力通過延伸穿過密封件804并固定到第一密封件夾緊件806和第二密封件夾緊件808的緊固件(其中之一用標記810表示)來保持。此外,第一密封件夾緊件806被固定(例如,通過焊接)到密封件支架814的柔性彎曲臂812的末端來提供密封環(huán)組件802中的柔性,以接合閥球623的表面626。為了獲得緊密密封,密封環(huán)組件802被設計成使密封件804在內(nèi)部直徑816上延伸超出第一密封件夾緊件806和第二密封件夾緊件808一個小的突出部820,該突出部820與閥球623形成干涉配合。盡管沒有示出,但是旋轉閥球623的閥軸的中心線水平地位于圖8上方。如上面結合圖6所述的,密封件支架814也被設計成通過錨定系統(tǒng)614固定到閥體612。另外,密封件支架將墊圈622抵靠接合閥體612,以阻止流體通過密封環(huán)組件802周圍。圖9A和9B示出了示例性的密封環(huán)組件毛坯件900、901的橫截面視圖。密封環(huán)組件毛坯件900包括被壓緊在第一加工毛坯件904和第二加工毛坯件906之間的密封件902,其中第二加工毛坯件906具有用來支撐密封件902的空腔907。壓縮力通過使用厚度大于空腔907的深度的密封件902來形成。因此,當?shù)谝患庸っ骷?04和第二加工毛坯件906在密封件周圍相互接觸時,密封件902被完全壓緊。該壓縮力通過延伸穿過密封件902并固定到(例如,通過焊接)加工毛坯件904、906的緊固件(其中一個用標記908表示)來保持。同樣,密封環(huán)組件毛坯件901包括被壓緊在第一加工毛坯件910和第二加工毛坯件912之間的密封件902,同組件毛坯件900一樣,第二加工毛坯件912具有用來支撐密封件902的空腔913。同樣,壓縮力通過延伸穿過密封件902并固定到加工毛坯件910、912的緊固件(例如緊固件908)來保持。如圖9A和9B所示,點狀輪廓914和916是可由密封環(huán)組件毛坯件900和901加工的密封環(huán)組件的各個示例性的橫截面輪廓。特別地,點狀輪廓914對應于圖3中所示的完成的示例性密封環(huán)組件302,點狀輪廓916對應于圖1和圖2中所示的完成的密封環(huán)組件108。如圖9B中所示,由于加工毛坯件910和912的形狀迫使密封件902到其想要的定向,實現(xiàn)了與密封環(huán)組件108的密封件112相對應的密封件902的傾斜定向。因此,這里描述的任一示例性密封環(huán)組件或其它的密封環(huán)組件可通過改變加工毛坯件的形狀和/或尺寸來由類似于密封環(huán)組件毛坯件900和/或901的密封環(huán)組件毛坯件加工。例如,改變加工毛坯件的尺寸和形狀允許由對應的密封環(huán)組件毛坯件類似地加工圖4A、4B和圖5-8中所示的任一示例性的密封環(huán)組件的橫截面輪廓和密封件定向。圖10是用來制造這里公開的任一個示例性密封環(huán)組件的示例性方法的流程圖表。為了公開的目的,主要結合圖9A和圖9B來描述示例性的方法。盡管圖10的示例性方法結合圖10的圖表連同圖9A、9B來描述,但是還可使用實施圖10的示例性方法的許多其它手段。例如,一些程序塊的執(zhí)行順序可以改變,和/或一些所述程序塊可以改變、取消、細分或組合。圖10的示例性方法從程序塊1000開始,通過將層疊石墨密封件(laminatedgraphiteseal)(例如,圖9A的示例性密封件902)壓緊在第一加工毛坯件(例如,示例性的第一加工毛坯件904)和第二加工毛坯件(例如,示例性的第二加工毛坯件906)之間。由壓縮力所產(chǎn)生的壓強的大小與密封件被壓縮的程度相關。因此,可通過控制密封件(例如,示例性的密封件902)被壓縮的程度來獲得理想的壓強。大約5000psi的單位載荷對于這里公開的一些實施例是理想的。該壓強對應于密封件(例如,示例性的密封件902)在釋放狀態(tài)下被壓縮其厚度的大約43%。在一些實施例中,43%的壓縮可通過將密封件(例如,示例性的密封件902)放置在一個加工毛坯件的空腔(例如,示例性的空腔907)中來控制,該空腔的深度比釋放或未壓縮狀態(tài)下的密封件(例如,示例性密封件902)的厚度小43%。通過這種方式,當?shù)谝缓偷诙庸っ骷?例如,加工毛坯件904和906)被拉伸到一起時,密封件(例如,示例性的密封件902)將被壓縮,直到它變成與空腔(例如,示例性的空腔907)大約相等的厚度。此外,由于在密封件(例如,示例性的密封件902)周圍的第一和第二加工毛坯件(例如,加工毛坯件904和906)的配合表面用作對壓縮過程的固定限位,該方法減小了過度壓縮的風險??商鎿Q地,密封件(例如,示例性的密封件902)的壓縮的量可通過用來將密封件壓緊在加工毛坯件之間的固定裝置來控制。如結合圖2所述的,當期望金屬墊片提供密封件(例如,示例性的密封件902)上的彈簧負載時,空腔(例如,示例性的空腔907)的深度可被適當?shù)卣{整到適于墊片的厚度的量,該墊片在將組件壓緊到加工毛坯件(例如,示例性的加工毛坯件904和906)之間以前布置在密封件(例如,示例性的密封件902)的下方和上方。在程序塊1002,穿過密封件(例如,示例性的密封件902)和第一、第二加工毛坯件(例如,示例性的加工毛坯件904和906)的結合組件來鉆孔。在程序塊1004,當保持密封件(例如,示例性的密封件902)上的壓縮力時,緊固件(例如,示例性的緊固件908)穿過孔插入并固定到第一、第二加工毛坯件(例如,示例性的加工毛坯件904和906)。如果銷用作緊固件,那么程序塊1004可包括焊接。可替換地,如果使用螺紋緊固件,程序塊1004可包括對孔攻絲來將組件固定在一起,在程序塊1006,第一和第二加工毛坯件被加工成理想的橫截面形狀(例如,示例性的點狀輪廓914)來形成完成的第一和第二密封件夾緊件(例如,圖1的示例性的第一密封件夾緊件114和第二密封件夾緊件116)。該加工方法可包括在完成的密封件夾緊件的一個或兩個的外部直徑周圍加工凹槽,用來在組件最終形成時收容彈簧絲(例如,圖2的示例性的彈簧絲140)。根據(jù)完成的密封件夾緊件的設計,在加工前的加工毛坯件(例如,示例性的毛坯件904和906)的尺寸和/或形狀可以改變。盡管多種方法可被用來將加工毛坯件(例如,示例性的加工毛坯件904和906)切割成任何理想的形狀,但是由于層疊石墨的特性,一些切割方法可能是不適當?shù)?,它們可能容易磨損或者提出凈切削挑戰(zhàn)。因此,在程序塊1008,密封件(例如,示例性的密封件902)的露出部分可根據(jù)需要通過任何適當?shù)募庸し椒▉砑庸?,例如,磨料水噴射切割,以獲得密封件(例如,示例性的密封件902)的理想形狀,從而在安裝于閥內(nèi)時適當?shù)亟雍祥y控制部件(例如,圖1的示例性閥盤102)或閥壁(例如,圖5的壁516)。最后,在程序塊1010,在完成的密封件夾緊件上切割釋放凹口(例如,圖2的釋放凹口204),以根據(jù)閥的設計和/或使用密封件組件的環(huán)境形成所需的分段(例如,圖2中的示例性分段202)。在密封件組件的設計使得在脫離與閥的密封接合時沒有足夠的彈簧力來恢復密封件的情形下,彈簧絲(例如,彈簧絲140)可在設置有凹槽的密封件夾緊件的周圍延伸,以提供附加的彈簧載荷。彈簧絲的末端可通過例如點焊等任何適當?shù)氖侄喂潭ň臀?。盡管這里已經(jīng)描述了某些示例性的方法和裝置,但是本專利的保護范圍并不限于此。這些示例用作非限制性的解說性示例。相反地,本專利覆蓋了或者按照字面含義或者按照等同原則合理地落入所附權利要求的范圍內(nèi)的所有方法和裝置。
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